
【电】 velocity loop
career; pace; quickness; rapidity; rate; speed; velocity
【化】 velocity
【医】 rate; speed; velocity
【计】 antinode
在声学和振动学领域,"速度波腹"(Velocity Antinode)指驻波系统中介质质点振动速度达到最大值的位置点。该概念与"速度波节"(Velocity Node)相对应,后者表示振动速度为零的位置。以下是详细解析:
核心概念
速度波腹出现在驻波形成的固定位置,此处介质质点(如空气分子或固体粒子)的振动速度幅值达到峰值。例如,在两端固定的弦振动中,弦中点位置形成速度波腹,质点以最大速度垂直于弦方向振荡。
与压力波腹的关系
在气体介质(如声波传播)中,速度波腹与压力波节(Pressure Node)位置重合。根据伯努利原理,当介质速度最大时,局部压力变化最小。这一特性被广泛应用于声速测量实验(如昆特管实验)。
驻波的速度分布可通过波动方程推导。以一维简谐驻波为例,其质点速度表达式为:
$$
v(x,t) = frac{partial y}{partial t} = 2Aomega cos(kx) cos(omega t + phi)
$$
其中 $kx = frac{npi}{2}$($n$为奇数)时,$cos(kx) = pm 1$,速度幅值达到最大值 $2Aomega$,对应速度波腹位置。
在麦克风校准中,利用速度波腹位置的高灵敏度特性设计传感器阵列,提升声波相位检测精度(如波导式声学传感器)。
通过激光多普勒测振仪扫描机械结构的振动速度波腹分布,可识别飞机翼梁或桥梁的共振模态及潜在损伤位置。
权威参考来源:
- 《声学基础》(南京大学出版社)第4章"驻波理论"
- 国际标准ISO 18436-3《机械振动监测》第7.2节
- Springer《Encyclopedia of Vibration》"Antinode"词条
速度波腹是驻波理论中的重要概念,指驻波中质点速度达到最大振幅的位置。以下是详细解析:
速度波腹属于驻波场中描述的波腹类型之一,专指质点速度这一物理量振幅最大的区域。在驻波形成时,两列传播方向相反、频率相同的波叠加,导致某些位置(波腹)的振动持续增强,而速度波腹即质点运动速率达到峰值的点或面。
需区分不同物理量的波腹位置。例如,在纵波中,声压波腹与速度波腹可能存在相位差,导致两者的空间位置不同步。这种现象在声学测量和噪声控制中尤为重要。
以上信息综合了驻波的基础理论及多领域应用场景,如需更专业的技术参数,建议参考声学或波动理论的权威教材。
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